Wat zijn mycotoxines?

  • FAQ type
    Causofactoren
  • FAQ type
    Causofactoren

    Mycotoxines zijn secundaire metabolieten die worden geproduceerd door fungi. Alle mycotoxines zijn natuurlijke producten met een laag molecuulgewicht (d.w.z. kleine moleculen) die als secundaire metabolieten worden geproduceerd door draadschimmels. Mycotoxines worden gemaakt door schimmels en zijn in lage concentraties giftig voor gewervelde dieren en andere diergroepen. Ze kunnen ziekten en dood veroorzaken bij mensen en andere dieren. De wetenschappelijke literatuur inzake mycotoxine is qua kwaliteit zeer variabel.

    Classificatie en taxonomie

    Hoewel alle mycotoxines van schimmels afkomstig zijn, worden niet alle door schimmels geproduceerde giftige stoffen mycotoxines genoemd. Het doelwit en de concentratie van de metabolieten zijn beide belangrijk. Schimmelproducten die voornamelijk giftig zijn voor bacteriën (zoals penicilline) worden meestal antibiotica genoemd. Schimmelproducten die giftig zijn voor planten worden door plantenpathologen fytotoxinen genoemd (verwarrend genoeg kan de term fytotoxine ook verwijzen naar door planten gemaakte toxines). Andere laagmoleculaire schimmelmetabolieten zoals ethanol die alleen in hoge concentraties giftig zijn, worden niet als mycotoxines beschouwd.

    Mycotoxines zijn een uitdaging om te classificeren vanwege hun diverse chemische structuren en biosynthetische oorsprong, hun talloze biologische effecten en hun productie door een groot aantal verschillende schimmelsoorten. Clinici rangschikken ze vaak op het orgaan dat ze beïnvloeden. Mycotoxines kunnen dus worden geclassificeerd als hepatotoxinen, nefrotoxinen, neurotoxinen, immunotoxinen, enzovoort. Celbiologen plaatsen ze in generieke groepen zoals teratogenen, mutagenen, carcinogenen en allergenen. Organische chemici hebben geprobeerd ze te classificeren op basis van hun chemische structuren (bijvoorbeeld lactonen, coumarines); biochemici volgens hun biosynthetische oorsprong (polyketiden, van aminozuren afgeleid, enz.); artsen door de ziekten die ze veroorzaken (bijvoorbeeld St. Anthony's fire, stachybotryotoxicosis), en mycologen door de schimmels waardoor ze veroorzaakt worden (bijvoorbeeld Aspergillus-toxines, Penicillium-toxines). Geen van deze classificaties voldoet volledig.

    De belangrijkste klassen van mycotoxines zijn ochratoxine (A, B en C), geproduceerd door Penicillium en Aspergillus spp, evenals de trichothecenen (T2).

    Een lijst met de gekende mycotoxines is:

    Acetoxyscirpenediol, Acetyldeoxynivalenol, Acetylneosolaniol, Acetyl T-2 toxin, Aflatoxin, Aflatrem, Altenuic acid, Alternariol, Austdiol, Austamide, Austocystin, Avenacein, Beauvericin, Bentenolide, Brevianamide, Butenolide, Calonectrin, Chaetoglobosin, Citrinin, Citreoviridin, Cochliodinol, Crotocin, Cytochalasin E, Cyclopiazonic acid, Deacetylcalonectrin, Deoxynivalenol, Diacetoxyscirpenol, Destruxin B, Enniatins, Fructigenin, Fumagilin, Fumonisin B1, Fusaric acid, Fusarin, Gliotoxin, HT-2 toxin, Ipomeanine, Islanditoxin, Lateritin, Lycomarasmin, Malformin, Maltoryzine, Moniliformin, Monoacetoxyscirpenol, Neosolaniol, Nivalenol, NT-1 toxin, NT-2 toxin, Ochratoxin, Oxalic acid, Patulin, Penicillic acid, Penitrem, Roridin E, Rubratoxin, Rubroskyrin, Rubrosulphin, Rugulosin, Sambucynin, Satratoxins, Scirpentriol, Slaframine, Sterigmatocystin, T-1 toxin, T-2 toxin, Triacetoxyscirpendiol, Trichodermin, Trichothecin, Trichoverrins, Trichoverrols, Tryptoquivalene, Verrucarin, Verruculogen, Viopurpurin, Viomellein, Viriditoxin, Yavanicin, Xanthocillin, Zearalenone

    Transmissieroutes

    De meeste mycotoxicosen zijn het gevolg van het eten van besmet voedsel, huidcontact met door schimmels aangetaste substraten en inademing van door sporen overgedragen toxines.

    Symptomen van belasting met mycotoxines

    De symptomen van mycotoxicose zijn afhankelijk van

    • het type mycotoxine
    • het gedrag en de duur van de blootstelling
    • de leeftijd, gezondheid, voedingsstatus en geslacht van de blootgestelde persoon
    • genetica
    • interacties met andere toxines

    De ernst van mycotoxinevergiftiging kan dus worden verergerd door factoren zoals vitaminetekort, calorietekort, alcoholmisbruik en de status van infectieziekte. Op hun beurt kunnen mycotoxicosen de kwetsbaarheid voor microbiële ziekten vergroten, de effecten van ondervoeding verergeren en synergetisch interageren met andere toxines.

    Mycotoxicosen kunnen worden gecategoriseerd als acuut of chronisch. Acute toxiciteit heeft over het algemeen een snel begin en een duidelijke toxische respons, terwijl chronische toxiciteit wordt gekenmerkt door een lage dosis gedurende een lange periode, resulterend in kankers en andere in het algemeen onomkeerbare effecten. Ervan uitgaande dat het vaak moeilijk is om onderscheid te maken tussen acute en chronische effecten, vervagen veel artikelen over mycotoxicosen deze fundamentele tweedeling volledig en het is niet altijd gemakkelijk om de gepubliceerde gegevens over vermeende gezondheidseffecten te interpreteren. Vrijwel zeker is de belangrijkste belasting voor de gezondheid van mens en dier bij blootstelling aan mycotoxine gerelateerd aan chronische blootstelling (bijv. kanker, niertoxiciteit, immuunsuppressie). De bekendste mycotoxine effecten zijn echter manifestaties van acute effecten (bv. Het Turkije X-syndroom, ergotisme bij de mens, stachybotryotoxicose).

    Beschreven symptomen zijn

    • Ergotisme (vergiftiging veroorzaakt door het eten van voedsel dat is aangetast door ergot, wat meestal resulteert in hoofdpijn, braken, diarree en gangreen van de vingers en tenen)
    • Alimentaire toxische aleukie (een door mycotoxine geïnduceerde aandoening gekenmerkt door misselijkheid, braken, diarree, leukopenie, bloeding, huidontsteking en soms de dood. Alimentair toxisch alimentie verwijst bijna altijd naar de menselijke toestand geassocieerd met de aanwezigheid van T2-toxine.)
    • Gele rijstziekte
    • Aflatoxicose
    • Endemische nefropathie
    • Pulmonale mycotoxicose (ODTS)
    • beroepsziekte van boeren
    • "Silo Unloader’s Disease" - mycotoxineconcentratie onbekend, maar massale inademing van 105-10 schimmelsporen / M3 lucht - gecompliceerd door bacterieel endotoxine, enz.
    • Infantiele longbloeding (hemosiderose)
    • Jeuk, pijn, niezen, neusbloeding
    • Encefalopathie
    • Immuuntoxiciteit
      • Auto-immuniteit
      • Immuundeficiëntie
    • Andere subjectieve klachten (vermoeidheid, kortademigheid, maagdarmklachten, neurologische klachten, enz.)
    • Cognitieve achteruitgang door mycotoxines
    •  "Giftige encefalopathie"
      • Kortetermijngeheugenverlies
      • Slechte aandachtsspanne
      • Moeilijk concentreren
    • Er zijn linken met de ontwikkeling van Autisme Spectrum Stoornissen.

    Pathogenese

    Mycotoxines kunnen hun nadelige effecten veroorzaken

    • door transcriptie en translatie te beïnvloeden.
    • door ontstekingsreacties te induceren die worden gemedieerd door cytokinen.
    • via beïnvloeding van neuro-immuunas door activering van een aantal kinases, waaronder mitogeengeactiveerd proteïnekinase (MAPK). Macrocyclische trichothecenen zijn krachtige activatoren van MAPKs. Blootstelling aan satratoxine H leidt tot de activering van MAPK's, de ontwikkeling van oxidatieve stress en de uitputting van verminderde glutathion. Bovendien van zearalenon, een mycotoxine geproduceerd door een aantal Fusarium spp, is aangetoond dat het immuunmediatoren, MAPK-signalering en genexpressie beïnvloedt.
    • via vermindering van de mitochondriale functie en kan leiden tot apoptose in neuronen en tot disfunctionele reacties in gekweekte microglia en astrocyten van muizen. In studies bij muizen bleek satratoxine G apoptose te produceren in sensorische neuronen en encefalitis geassocieerd met aanhoudend hoge niveaus van pro-inflammatoire cytokines in het frontale hersengebied.

    Behandeling

    Behalve ondersteunende therapie (bijv. dieet, hydratatie), zijn er bijna geen klassieke behandelingen voor blootstelling aan mycotoxine.

    Bronvermelding

    1. Baldo J et al. Meuropsychological performance of patients following mold exposure Appl Neuropsychol 2002. 9:193.
    2. Crago B et al. Psychological, neuropsychological, and electrocortical effects of mixed mold exposure. Arch Environ Health 2003.58:452.
    3. Campbell A et al. Neural autoantibodies and neurophysiologic abnormalities in patients exposed to molds in water-damaged buildings. Arch Environ Health 2003.58:464.
    4. Kilburn, K. Indoor mold exposure associated with neurobehavioral and pulmonary impairment: a preliminary report. Arch Environ Health 2003.58:390.
    5. Bennett JW, Klich M. Mycotoxins. Clin Microbiol Rev. 2003;16(3):497–516. 
    6. Aarane M. Ratnaseelan, Irene Tsilioni, Theoharis C. Theoharides, Effects of Mycotoxins on Neuropsychiatric Symptoms and Immune Processes, 2018 REVIEW ARTICLE| VOLUME 40, ISSUE 6, P903-917, JUNE 01, 2018 
    7. Chu F.S. Mode of action of mycotoxins and related compounds. Adv Appl Microbiol. 1977; 22: 83-143
    8. Kiessling K.H. Biochemical mechanism of action of mycotoxins.Pure & Appl. Chem. 1986; 58: 327-338
    9. Lionakis M.S. Iliev I.D. Hohl T.M. Immunity against fungi.JCI Insight. 2017; 2: 93156
    10. Cheli F. Giromini C.B.A. Mycotoxin mechanisms of action and health impact: "in vitro" or "in vivo", that is the question.World Mycotoxin J. 2016; 8: 573-589
    11. Dantzer R. Neuroimmune interactions: from the brain to the immune system and vice versa.Physiol Rev. 2018; 98: 477-504V
    12. Pestka J.J. Amuzie C.J. Tissue distribution and proinflammatory cytokine gene expression following acute oral exposure to deoxynivalenol: comparison of weanling and adult mice.Food Chem Toxicol. 2008; 46: 2826-2831
    13. Chung Y.J. Yang G.H. Islam Z. Pestka J.J. Up-regulation of macrophage inflammatory protein-2 and complement 3A receptor by the trichothecenes deoxynivalenol and satratoxin G.Toxicology. 2003; 186: 51-65
    14. Moon Y. Pestka J.J. Deoxynivalenol-induced mitogen-activated protein kinase phosphorylation and IL-6 expression in mice suppressed by fish oil.J Nutr Biochem. 2003; 14: 717-726
    15. Moon Y. Uzarski R. Pestka J.J. Relationship of trichothecene structure to COX-2 induction in the macrophage: selective action of type B (8-keto) trichothecenes.J Toxicol Environ Health A. 2003; 66: 1967-1983
    16. Pestka J.J. Zhou H.R Moon Y. Chung Y.J. Cellular and molecular mechanisms for immune modulation by deoxynivalenol and other trichothecenes: unraveling a paradox.Toxicol Lett. 2004; 153: 61-73
    17. Zhou H.R.Islam Z. Pestka J.J. Rapid, sequential activation of mitgen-activated protein kinases and transcription factors precedes proinflammatory cytokine mRNA expression in spleens of mice exposed to the trichothecene vomitoxin.Toxicol Sci. 2003; 72: 130-142
    18. Zhou H.R. Jia Q. Pestka J.J. Ribotoxic stress response to the trichothecene deoxynivalenol in the macrophage involves the SRC family kinase Hck.Toxicol Sci. 2005; 85: 916-926
    19. Bouslimi A. Ouannes Z. Golli E.E. et al. Cytotoxicity and oxidative damage in kidney cells exposed to the mycotoxins ochratoxin a and citrinin: individual and combined effects.Toxicol Mech Methods. 2008; 18: 341-349
    20. Pistol G.C.Braicu C. Motiu M. et al. Zearalenone mycotoxin affects immune mediators, MAPK signalling molecules, nuclear receptors and genome-wide gene expression in pig spleen.PLoS One. 2015; 10: e0127503